PL95122B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do automatycznego pomiaru immitancji, majacy zastosowanie w dziedzinie pomiarów elektronicznych.

Stan techniki. Znane sa mierniki RLC na przyklad z instrukcji obslugi Automatic RLC Bridge, Type 1683, General Radio Company, USA, August, 1970 do automatycznego pomiaru impedancji, przy pomiarze której stosuje sie metode generacji napiec proporcjonalnych do napiecia na mierzonej immitancji i pradu plynacego przez nia i wykorzystuje sie równowazony automatycznie mostek róznicowy.

W miernikach tych stosuje sie zmienna konfiguracje mostka, w celu pomiaru skladowych impedancji w sze¬ regowym ukladzie zastepczym oraz stosuje sie automatyczne równowazenie mostka metoda dyskretnych przyro¬ stów, z wykorzystaniem liniowych przetworników cyfrowo-analogowych jako elementów regulacyjnych w gale¬ ziach mostka, przy czym do generacji napiecia proporcjonalnego do napiecia na mierzonej immitancji wykorzy¬ stuje sie wzmacniacz róznicowy, natomiast do generacji napiecia proporcjonalnego do pradu plynacego przez mierzona immitancje stosuje przetwornik pradu na napiecie.

Znane sa równiez mierniki RLC na przyklad z technicznej informacji TJ- 25-81 Yew Type 2581 Digital ICR Meter, Yokogawa Electronic Works LTD, Japan, August 31, 1971, w których wykorzystuje sie metode analogowego równowazenia mostka róznicowego, a jako elementy regulacyjne w galeziach mostka, stosuje sie analogowe uklady mnozace, zas pomiar transmitancji napieciowej tych ukladów, dokonuje sie przez pomiar napiecia stalego sterujacego uklad mnozacy.

Istota wynalazku. Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze pomiar parametrów immitancji w równoleglym i szeregowym ukladzie zastepczym jak pojemnosci, indukcyjnosci i stalej czasowej uzyskuje sie mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu pierwszego modulatora do amplitudy sygnalu na jego wejsciu, zas pomiar przewodnosci, rezystancji i wspólczynnika strat mierzonej immitancji w równoleglym i szeregowym ukladzie zastepczym uzyskuje sie mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu drugiego modulatora do amplitudy sygnalu na jego wejsciu, przy pomocy woltomierza mierzacego stosunek amplitud napiec zmiennych.2 95122 Uklad wedlug wynalazku ma blok sterowania automatycznym procesem równowazenia, który jednym wejsciem jest polaczony z sumujacym wezlem usytuowanym w róznicowym mostku pomiarowym, zas drugim wejsciem blok sterowania jest polaczony z torem napiecia fazy odniesienia z wejscia pierwszego modulatora, natomiast z dwóch wyjsc sterujacych wspomnianego bloku sterowania, jedno jest polaczone na wejscie sterujace tego modulatora, a drugie, na wejscie sterujace drugiego, identycznego modulatora, przy czym oba modulatory maja postac róznicowych wzmacniaczy o wzmocnieniu regulowanym sygnalem analogowym i niekoniecznie o li* niowej charakterystyce modulacji, podczas gdy wyjscia i wejscia wymienionych dwóch modulatorów sa polaczo¬ ne na odpowiednie wejscia stosunkowego woltomierza, mierzacego stosunek amplitud przebiegów sinusoidalnych, Zastosowanie w ukladzie stosunkowego woltomierza napiec zmiennych do pomiaru transmitancji napiecio¬ wej modulatorów, upraszcza konstrukcje elementów regulacyjnych (modulatorów) oraz ukladu sterujacego pro¬ cesem automatycznego równowazenia mostka. Zastosowanie sposobu pomiaru, wedlug wynalazku, umozliwia rozszerzenie zbioru mierzonych parametrów immitancji o skladowe admitancji w równoleglym ukladzie zastep¬ czym.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazkujest objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, przedsta¬ wiajacym schemat blokowy ukladu do automatycznego pomiaru immitancji.

Przyklad realizacji wynalazku. W sposobie wedlug wynalazku pomiar parametrów immitancji w równoleg¬ lym i szeregowym ukladzie zastepczym jak pojemnosci C, indukcyjnosci L i stalej czasowej i uzyskuje sie mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu jednego modulatora 8 do amplitudy sygnalu najego wejsciu, zas pomiar przewodnosci G, rezystancji R i wspólczynnika strat D w równoleglym i szeregowym ukladzie zastep¬ czym uzyskuje sie mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu drugiego modulatora 9, do amplitudy sygnalu na jego wejsciu, przy pomocy woltomierza 13 mierzacego stosunek amplitud napiec zmiennych.

W dalszym ciagu pomiar pojemnosci C i przewodnosci G w równoleglym ukladzie zastepczym, uzyskuje sie przez podanie napiecia Uv proporcjonalnego do spadku napiecia na mierzonej immitancji 4, na wejscia VI i V2 róznicowego mostka 10, przy czym dalszy pomiar wymienionych wielkosci C i G uzyskuje sie przez podanie drugiego napiecia Uc proporcjonalnego do spadku napiecia na zakresowym rezystorze Rz, na wejscie Vo mostka róznicowego 10.

Z kolei pomiar indukcyjnosci L i rezystancji R w szeregowym ukladzie zastepczym, uzyskuje sie przez podanie napiecia Uv na wejscie Vo róznicowego mostka 10 i przez podanie drugiego napiecia Uc na wejscia VI i V2 tego mostka, podczas gdy pomiar wspólczynnika strat D admitancji w obu wymienionych ukladach zastep¬ czych otrzymuje sie przez podanie napiecia wyjsciowego pierwszego modulatora 8, na wejscie VI mostka 10.

Pomiar stalej czasowej r i rezystancji R w równoleglym ukladzie zastepczym otrzymuje sie przez podanie napiecia UV na wejscia Vo i.V2 róznicowego mostka 10, a drugie napiecie Uc podaje sie na wejscie VI tego mostka.

Uklad wedlug wynalazku jest zaopatrzony w generator przebiegu sinusoidalnego 1, którego wyjscie jest polaczone z jednym z dwóch zacisków pomiarowych 2 i z pierwszym wejsciem wzmacniacza pomiarowego 3.

Miedzy dwoma zaciskami pomiarowymi 2 jest usytuowana mierzona immitancja 4, polaczona poprzez drugi zacisk 2, z rezystorem zakresowym Rz i z wtórnikiem separujacym 5, którego wyjscie jest polaczone na drugie wejscie pomiarowego wzmacniacza 3 i na wejscie drugiego wzmacniacza toru pradowego 6. Wyjscia wspo¬ mnianych wzmacniaczy 3 i 6, poprzez uklad kluczy 7 sa polaczone odpowiednio z rezystorem wzorcowym Rl, modulatorem 8 i pojemnoscia wzorcowa Co, drugim modulatorem 9 i drugim rezystorem wzorcowym Ro, bedacych ramionami róznicowego mostka 10 o stalej konfiguracji, polaczonymi z wezlem sumujacym 11.

Z kolei wezel sumujacy 11 jest polaczony zjednym wejsciem bloku 12 sterowania automatycznym proce¬ sem równowazenia, który drugim wejsciem jest polaczony z torem VR napiecia fazy odniesienia z wejscia pier¬ wszego modulatora 8. Natomiast z dwóch wyjsc sterujacych procesem równowazenia wspomnianego bloku 12, jedno wyjscie jest polaczone na wejscie sterujace modulatora 8, a drugie, na wejscie sterujace drugiego identycz¬ nego modulatora 9, przy czym oba modulatory 8 i 9 maja postac róznicowych wzmacniaczy, o wzmocnieniu regulowanym sygnalem analogowym i niekoniecznie o liniowej charakterystyce modulacji, podczas gdy wyjscia i wejscia modulatorów 8 i 9 sa polaczone na odpowiednie wejscia stosunkowego woltomierza 13 mierzacego stosunek amplitud przebiegów sinusoidalnych.

Dzialanie ukladu. Napiecie wytworzone na mierzonej immitancji 4 jest wzmacniane w róznicowym wzma¬ cniaczu 3 toru napieciowego i podawane na uklad kluczy 7. Z kolei spadek napiecia na zakresowym rezystorze Rz, proporcjonalny do pradu plynacego przez mierzona immitancje 4 poprzez separujacy wtórnik 5, jest podawa¬ ny na wzmacniacz toru pradowego 6, zas wzmocniony sygnal wyjsciowy jest doprowadzany na uklad kluczy 7.

Napiecia te sa podawane na odpowiednie ramiona mostka róznicowego 10. Prady z ramion mostka 10 sa sumowa¬ ne w sumujacym wezle 11 mostka róznicowego 10, który to wezel pelni role detektora pradu rozrównowazenia.95122 3 Sygnal wyjsciowy J sumujacego wezla 11, bedacy wektorowa suma A + jB skladowej rzeczywistej A pradu rozrównowazenia mostka 10 i skladowej urojonej B tegoz pradu, zostaje podany na odpowiednie wejscie bloku 12 sterowania automatycznym procesem równowazenia.

W bloku sterowania 12 nastepuje detekcja fazowa tego sygnalu. Proces ten jest sterowany z wejscia fazy odniesienia VR. Detekcja polega na rozdzieleniu zespolonego sygnalu rozrównowazenia na skladowe rzeczywista A i urojona B, ich wyprostowaniu i scalkowaniu. W ten sposób przetworzone sygnaly sluza z kolei do sterowania modulatorów 8 i9 mostka róznicowego 10. Sygnal wyjsciowy bloku 12 wtórze sterowania modulatora 8 zmienia transrnitancje napieciowa tego modulatora w ten sposób, ze sprowadza skladowa rzeczywista A sygnalu rozrównowazenia J do zera i analogicznie sygnal w torze sterowania drugiego modulatora 9 zmienia transrnitan¬ cje napieciowa tego modulatora, sprowadzajac w efekcie skladowa urojona B sygnalu niezrównowazenia do zera.

Po uzyskaniu równowagi róznicowego mostka 10 to znaczy, kiedy A jest równe zeru i B jest równe zeru, transrnitancje napieciowe (stosunek amplitudy sygnalu wyjsciowego modulatora do amplitudy sygnalu wejscio¬ wego) modulatorów 8 i 9 sa kolejno mierzone na woltomierzu stosunkowym 13.

Claims (6)

Zastrzezeniapatentowe

1. Sposób automatycznego pomiaru irnmitancji oparty na technicznej metodzie generacji napiec proporcjo¬ nalnych do napiecia na mierzonej irnmitancji i pradu plynacego przez nia, przy wykorzystaniu automatycznie równowazonego mostka róznicowego w celu rozdzielenia zespolonego stosunku pradu do napiecia lub stosunku napiecia do pradu na czesc rzeczywista i czesc urojona, znamienny tym, ze pomiar parametrów irnmitan¬ cji jak pojemnosci C, indukcyjnosci L i stalej czasowej r, w równoleglym i szeregowym ukladzie zastepczym uzyskuje sie, mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu pierwszego modulatora (8), do amplitudy sygnalu na jego wejsciu, zas pomiar przewodnosci G, rezystancji R i wspólczynniku strat D mierzonej irnmitancji (4), w równoleglym i szeregowym ukladzie zastepczym uzyskuje sie mierzac stosunek amplitudy sygnalu na wyjsciu drugiego modulatora (9) do amplitudy sygnalu na jego wejsciu, przy pomocy woltomierza (13) mierzacego stosunek amplitud napiec zmiennych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, ze pomiar pojemnosci C i przewodnosci G w równoleg¬ lym ukladzie zastepczym, uzyskuje sie przez podanie jednego napiecia (Uv) proporcjonalnego do spadku napie¬ cia na mierzonej irnmitancji (4) na wejscia (VI i V2) róznicowego rnostka (10), przy czym dalszy pomiar wspomnianych wielkosci C i G uzyskuje sie przez podanie drugiego napiecia (Uc) proporcjonalnego do spadku napiecia na zakresowym rezystorze (Rz) na wejscie (Vo) wspomnianego mostka (10).

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pomiar indukcyjnosci L i rezystancji R irnmitancji (4) w szeregowym ukladzie zastepczym uzyskuje sie przez podanie napiecia (Uv) na wejscie (Vo) róznicowego mostka (10), a takze przez podanie drugiego napiecia (Uc) na wejscia (VI i V2) tego mostka.

4. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze pomiar stalej czasowej t i rezystancji R irnmitancji (4) w równoleglym ukladzie zastepczym, uzyskuje sie przez podanie napiecia (Uv) na wejscia (Vo i V2) mostka (10) oraz przez podanie drugiego napiecia (Uc) na wejscie (VI) tego mostka.

5. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze pomiar wspólczynnika strat D irnmitancji w równoleglym i szeregowym ukladzie zastepczym uzyskuje sie przez podanie napiecia wyjsciowego (Vx2) pierwszego modulatora (8) na wyjscie (VI) róznicowego mostka (10)

6. Uklad do automatycznego pomiaru irnmitancji, zbudowany z generatora przebiegu sinusoidalnego, pola¬ czonego z jednym z dwóch zacisków pomiarowych i kolejno z jednym z wejsc róznicowego wzmacniacza, zas drugi zacisk jest polaczony z rezystorem zakresowym i z wejsciem separujacego wtórnika, którego wyjscie jest polaczone z drugim wejsciem róznicowego wzmacniacza i z wejsciem drugiego wzmacniacza toru pradowego, przy czym wyjscia obu wspomnianych wzmacniaczy poprzez uklad kluczy sa polaczone z róznicowym mostkiem pomiarowym o stalej konfiguracji, zbudowanym z ramion w postaci rezystora wzorcowego, modulatora i pojem¬ nosci wzorcowej oraz z drugiego modulatora i drugiego rezystora wzorcowego, znamienny tym, ze ma blok sterowania automatycznym procesem równowazenia (12), który jednym wejsciem jest polaczony z sumuja¬ cym wezlem (11), usytuowanym w róznicowym mostku pomiarowym (10), zas drugim wejsciem blok sterowania (12) jest polaczony z torem napiecia (VR) fazy odniesienia, z wejscia pierwszego modulatora (8), natomiast z dwóch wyjsc sterujacych procesem automatycznego równowazenia mostka róznicowego (10), bloku sterowania (12), jedno wyjscie jest polaczone na wejscie sterujace modulatora (8), a drugie na wejscie sterujace drugiego identycznego modulatora (9), przy czym oba modulatory (8 i 9) maja postac róznicowych wzmacniaczy o wzmo¬ cnieniu regulowanym sygnalem analogowym i nie koniecznie o liniowej charakterystyce modulacji, podczas gdy wejscia i wyjscia wspomnianych modulatorów (8 i 9) sa polaczone na odpowiednie wejscia stosunkowego wolto¬ mierza (13) mierzacego stosunek amplitud przebiegów sinusoidalnych.95 122 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl